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廊坊

低速搅拌发泡设备及工艺

（1）砂浆及混凝土搅拌机发泡工艺

这是国内外原始的发泡设备，不能称得上是真正意义上的发泡机。这种发泡方式在我国仍然有不少企业使用。

这种发泡方法是将发泡剂和水泥及集料一同加入搅拌机，在制浆或制砼料的同时，依靠搅拌机叶片引入空气，使发泡剂起泡，并将泡沫混进砂浆或混凝土内。它是将发泡与混泡合为一体的工艺设备。

采用这种工艺设备的优点是简便易行，不需购置的发泡机，工艺简单，投资小。其主要不足是发泡剂不能充分发挥作用，发泡50%，气泡产生的很少。更主要的是泡沫大小不均匀，影响泡沫的稳定性和强度。而且其泡沫产生量有很大的随意性，不易控制。采用这种工艺设备，在同等气泡产生量的情况下，发泡剂只少多用2～4倍。

一般来说，这种发泡剂适用于引气型砂浆型及混凝土，或者对泡沫掺量要求很低，砂浆及砼密度在1500㎏/m以上的较高密度砂浆或砼，而不适合生产1500㎏/m以下的较低密度砼，特别不适合用于700㎏/m以下的低密度砼，也无法生产出来。国内一些企业用这种原始的工艺设备生产低密度砼及制品，虽然省了设备钱、工艺简单、但却十分不科学，成本是很高的，且砼及制品的性能也无法。因此，这种发泡工艺应该淘汰。

（2）低速搅拌充气发泡机及工艺　这种发泡机是上述利用搅拌机发泡和下述高压发泡的嫁接式机型。它是搅拌发泡与高压充气发泡相结合的产物。

上述原始的发泡方法由于泡沫生成量少，效率也低，于是人们就想出了一个改进的方法。这个方法就是采用空心轴与空心搅拌叶片，空心叶片上开有气孔，高压气由空心轴进入空心搅拌叶片，然后从叶片的气孔喷入正在搅拌的水泥浆体（或砼浆体）。由于高压空气的充气作用强，大量空气可在极短时间内和浆内发泡剂混合，并在液气界面形成气泡。这种方法以充气发泡为主，叶片带入空气及浆体卷入空气为辅，二者结合，发泡速度快，产泡量大，克服了上述种机型的不足。

这种机型集发泡、混泡、搅拌三位一体，工艺流程短，设备少，可生产较低密度的泡沫砼，有一定的优点。

它的缺点是气泡大小不均匀，泡径无法控制，砼密度仍偏高，（800～1500㎏/m）。另重要的，是它空心轴及空心叶片机械强度差，当料浆稠度稍大时易折轴，空心叶片易磨穿，更换频繁。

2.高速叶轮发泡机及发泡工艺

（1）应用状况

高速叶轮发泡机及相应发泡工艺是继代工艺设备之后，出现的第二代泡沫混凝土工艺设备，也是真正意义上的发泡机与发泡工艺的起始。这种发泡机在上世纪70年代开始在我国出现并应用，以后几经改型，至今，还有不少企业仍在使用这种发泡机，应用比例约占发泡机总量的20%左右。随着我国泡沫混凝土的密度越来越低，其它技术性能要求越来越高，这种发泡机的数量还会进一步下降，但短期内不会完全淘汰。假若能对其进行技术升级和改造，提高其泡沫的均匀性和起泡率，它还会有一定的应用价值。能不能长期存在，关键就在于如何提高它的技术含量和泡沫质量。

它与代工艺设备的大不同，是发泡与混泡分开，由一段工艺分为两段工艺，以后的发泡机大多都沿袭这种两段工艺。因此，它是先由发泡机制好泡沫，再将发泡机所发泡沫用人工的方法，经计量后加入水泥浆搅拌机，与水泥浆混合成泡沫浆。其水泥浆搅拌机既是制浆机，又是混泡机，两机合一。

（2） 技术特点

由于发泡与混泡的工艺设备分开，所以，水泥浆体不再妨碍泡沫的生成，因而这种发泡工艺泡沫的生成量大，发泡剂的效能得到较充分的发挥，绝大多数发泡剂都可以被制成气泡，发泡剂的气泡转化率可以达到70%～85%，利用率还是较高的。从发泡能力来讲，这种设备不是太差，随设计大小不同，每小时生产几立方到十几立方泡沫都是没有问题的。

这种设备虽然发泡效率并不太差，但它的制泡质量却较差。严格地讲，制出的泡沫是不合格的。特别是对低密度泡沫混凝土，其制出的泡沫是不能使用的。这种泡沫质量差主要表现在以下几个方面：

①泡沫大小不均匀，大的太大而小的太小，泡径分布过宽

前边我们已经讲过，泡沫重要的一项技术要求就是要大小一致，尽量均匀，泡径范围一定要尽量小。但这种发泡机却是越往上部越大，越往下部越小，大小特别不均匀。大泡可以达几十毫米，小泡仅几毫米，有些小于1毫米。这是它大的问题和不足；

②泡径偏大，平均泡径大于1㎜以上

按泡沫混凝土的技术要求，其佳泡径应为0.5～1㎜，一般应小于1㎜。泡径越大则强度越差。但这种发泡机大多数泡沫的泡径均大于1㎜，平均泡径在1㎜以上，正好与泡沫的技术要求相悖。

③泌水率偏高，特别是下部泡沫

由于设备特点的限制，其下部泡沫的含水率较高，容易有一部分形成乳状液，因而泡沫的总体泌水率仍显偏高。有些改进机型略好一些，仍有待进一步完善。

除泡沫质量存在的上述问题之外，这种机型还存在一个泡沫不宜卸出和输送的难题，只能靠人工从发泡机内取出，再加入搅拌机，影响工效和自动化控制。后来，有些单轴卧式机型设计了翻转搅拌筒卸出泡沫，并直接卸入下位搅拌机，但对泡沫的远距离输送仍解决不了问题。

（3）主要机型

经过多年的应用和技术改进，高速搅拌发泡机形成了各种不同结构的机型。主要机型有以下几种。

①立轴叶轮式

这种发泡机的发泡筒为立式圆筒，在圆筒内有一根立轴，轴头上安装有固定式可拆卸式叶轮，电机安装在发泡筒的上部，带动立轴高速旋转打泡。其筒口敞开，以便人工从筒内卸泡。这种发泡机的机筒是不可翻转卸泡的，有一定的局限性。

②立轴轮带式

这种发泡机立轴上的叶轮不是常规的叶片式，而是螺旋状带式，在螺旋的下端安装有叶轮，在螺旋的上部安装有将大型泡沫消去的装置，可以使过大的泡沫得到控制。这种发泡机的泡径范围比种小一些，有一定的技术进步。

③立轴壁齿式

这种新式叶轮发泡机的主要变化，是在筒壁的下部，加装了一些壁齿（定子），与立轴上的叶片（转子）互相交错，当转子高速（800r/min）旋转时定子可以协助转子打泡，提高了打泡效率。

④卧轴叶片式

这种发泡机与立式有很大的不同。它采用卧式横轴，类似于卧式砂浆式混凝土搅拌机，以安装在横轴上的高速叶片打泡。因是卧轴，打泡机筒可以倾翻放料，卸出泡沫，将泡沫直接卸入设置在下位的水泥浆搅拌机内，实现泡与浆的混合。这种机型与立轴相比，大的优势就是可以翻转卸出泡沫，不必人工取出泡沫，加快了发泡速度、节省人工。但由于它的上口大，泡与空气的接触界面大，上部更容易产生大泡，因而上部大泡更多，上下泡沫的差别也更大。

3.压力发泡机及发泡工艺

这种发泡机是继低速及高速叶轮(片)发泡之后的第三代发泡机，也是国内外的主流发泡机，在我国已得到十分普及的应用，约占发泡机总量的70%左右。随着泡沫混凝土向方向的发展，这类发泡机的应用比例还会上升。在国外，大多全是高压空气型发泡机。

（1）技术特点

这类发泡机由于采用压力向发泡溶液中引气，起泡迅速，发泡剂的发泡倍数大，泡沫细小均匀，有较高的泡沫质量和较低的发泡成本。

世界上没有无缺的设备。此类发泡机也存在一些不足。如需配备自动控制装置，若靠人工调节，有时会影响泡沫质量。国外设备都有自控装置，而国产设备大多为人控。人控的人为因素较大。但若自动控制，发泡机的成本及价格又上去的太高，不利于推广应用，且维护也不方便。这种发泡机的另一不足是有一定噪声（空气压力装置）。但总的来看，它的缺点还是不影响应用的，优点远多于缺点。

由于有空气压力，发出的泡沫可以输送，泡沫在压力下能够自动向高处或远处的搅拌机送达，不需另增泡沫输送设备或人工取泡沫，克服了第二代发泡机的不足，使用十分方便。

另外，这类发泡机大多轻巧，没有太重的部件，一般轻型机只有100㎏左右，大型重型机也只有几百公斤，装运还是比较方便的。不少机型还装有万向轮（中小型机），可移动施工，随时可以改变发泡位置，更加适合泡沫混凝土现浇施工的需要。

（2）机型主要种类

压力发泡机主要有高压空气发泡机和中低压空气发泡机两种。它们均采用带有一定压力的空气发泡，主要区别就是压力不同，因而在发泡机理及结构上有很大的区别，十分不同。

①高压空气发泡机

高压空气发泡机的空气压力来自空压机、其压力值一般为0.4～1.0 MPa 。排气量0.2～2.0m/min。不同的压力和排气量，其泡沫产量和质量均不相同。

由于这种机型采用压力较大的空压机，所以发泡速度及质量优于中低压鼓风发泡机，是比较的压力发泡机型。这种高压发泡机在我国的应用普遍。

高压空气发泡机由以下几大部分组成：

a 气源。一般采用空压机；

b 制泡装置。通过这个装置发泡剂在空气作用下制成泡沫；

c 液气混合装置。这个装置对泡沫质量有重大影响；

d 发泡控制装置。分全自动控制与人工控制两种；

e 泡沫计量装置。分自动化计量与人工计量两种，有些机型没有泡沫计量装置；

f 发泡剂储料及输送装置。有连续输送及间歇输送两种。

上述是发泡系统的主要构成单元，各地发泡机在此基础上有一定的增减、不尽相同。机型配置多一些，自动化程度高一些，简易机型配置少一些，靠人工控制。

有些发泡机和搅拌机（制浆、混泡）、输送泵（输送泡沫水泥浆）、泡沫水泥浆布料杆等四个单元设备全部合为一体，形成组合式多功能发泡机组，上述发泡机只是其中的一部分。这种发泡机组也称为“发泡机”，但它是一种广义的发泡机，已和一般的发泡机有很大的区别。它实际上是发泡、水泥制浆混泡、泡沫水泥浆输送和布料一体机。这种组合式多功能机组的优点是配置完全而紧凑，占地小，功能、使用方便。缺点是设备宠大笨重，移动不便（配有机动泵车的除外），价格高昂（一般在15万元/台以上）。

市场上出售的发泡机多是发泡机与搅拌机、泵车分开的，没有组合在一起，可根据需要配置。

我们研制的JF系列高压空气发泡机，是在引进国外机型的基础上国产化改进的，有一定的型。它为了轻便，没有和搅拌机、泵车等组合在一起，分别供应，运输较为方便。

②中低压鼓风发泡机型

称这种发泡机为“中低压”，是因为它和高压空气发泡机相比，不采用空压机，而采用压力较低的鼓风机作气源。鼓风机压力大的，称为“中压”，压力小的，则称之为“低压”。中压鼓风机的压力<50KPa，低压鼓风机的压力<5KPa，它们远远低于空压机的压力。

鼓风发泡机由于风机远比空压机的体积及重量小，所以整体重量小，十分轻便，一般重量在100㎏以下，较大机型也不超过150㎏。大多数机型都安装有万向轮，可使发泡机由1个人推着十分方便地任意行走移动，是属于一处轻便移动机型，特别适合于施工规模不大的现场浇筑。它的不足是由于压力小，压入发泡液中的气量不如空压机，因此发泡效果比高压空气型要逊色的多。这种发泡机在我国有一定的应用，但不是很广。

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